Bioquímica y Farmacología: Acceso abierto
Acceso abierto

abstracto

Respuestas secuenciales de las bacterias a los agentes nocivos (antibióticos) que conducen a la acumulación de mutaciones y resistencia permanente

Ana Martins, Gabriella Spengler, Joseph Molnar y Leonard Amaral

Las bacterias tienen la capacidad, como todas las células vivas, de escapar del daño de un agente nocivo expulsando el agente antes de que alcance su objetivo y daños a la célula. Esta respuesta inicial es intrínseca e involucra bombas de eflujo unidas a la membrana plasmática que tienen la capacidad de reconocer y extruir una gran variedad de moléculas estructuralmente no relacionadas. Cuando la concentración del agente aumenta progresivamente, el número de bombas de expulsión también aumenta progresivamente como consecuencia de la sobreexpresión de genes que regulan y codifican la síntesis de estas bombas. A menudo, cuando la bacteria se transfiere a un medio libre de drogas, el número de unidades de bombeo vuelve a los niveles de referencia. Sin embargo, cuando la concentración del agente se mantiene durante un período prolongado de tiempo, las mutaciones en los genes que codifican las proteínas esenciales que son los objetivos habituales de los antibióticos comienzan a acumularse y la expresión de los genes que codifican las bombas de eflujo disminuye, a menudo volviéndose salvaje. niveles de tipo. Cuando el paciente es tratado con un antibiótico durante un período prolongado de tiempo y la terapia inicial es ineficaz, lo más probable es que la bacteria escape a través de su propio sistema intrínseco de bomba de expulsión y, con el tiempo, se espera que el número de unidades de bomba de expulsión aumente progresivamente, lo que hace que la aislado clínico resistente al antibiótico administrado. La cantidad de energía necesaria para mantener un alto nivel de actividad de la bomba de eflujo es grande ya expensas de otras actividades que se necesitan para la supervivencia y la replicación. Cuando se llega a este punto, y siguiendo la segunda ley de la termodinámica, la bacteria pasa por cambios para sobrevivir a bajo coste energético (por ejemplo: cambia su gen mutador y se producen una serie de mutaciones predichas de proteínas esenciales). Estos cambios hacen que la bacteria sea permanentemente resistente a los antibióticos dados, la necesidad de expulsión ya no es necesaria y el número de unidades de bomba de expulsión vuelve a los niveles de referencia. Esta revisión discutirá la estructura, la regulación genética, la fisiología de las bombas de eflujo y los medios por los cuales un aislado clínico puede caracterizarse por los componentes que contribuyen a su resistencia durante la terapia, es decir, la evaluación de la actividad de la bomba de eflujo frente a las mutaciones. La capacidad de un laboratorio para realizar estas evaluaciones contribuirá en gran medida a la selección de una terapia antibiótica eficaz sobre una base real.